一種還原罐同級分段式真空裝置及方法
2024-04-03 00:31:05
專利名稱：一種還原罐同級分段式真空裝置及方法
技術領域：
本發明屬於金屬冶煉設備，尤其涉及一種還原罐同級分段式真空裝置及方法。
背景技術：
傳統的還原罐採用的真空方式是真空管道上安裝手動角式真空截止閥和水銀麥氏真空表，其真空監控完全靠人工巡檢、手動開啟和關閉真空閥，人工觀察到發生真空洩露時手動關閉閥門，封閉發生洩露的還原罐和管道；這種方式的缺點是時常會出現因人員疏忽遺漏對檢測點的檢測，並且存在人員巡檢時差，有時一隻還原罐爐洩露真空會殃及同一工段內的所有還原罐，產品損失巨大。由於只有一條抽取真空的管道，還原初期真空抽取速度慢，時間長，導致還原罐內初期還原的金屬鎂或者金屬鈣燒損，鎂結晶在罐內燃燒所產生的高溫還會燒損設備。這種還原爐的真空抽取和控制方式因低效率、不環保、高危險正在被逐步淘汰。
發明內容
本發明的目的是提出一種還原罐同級分段式真空裝置及方法的技術方案，提高真空系統轉換的速度，實時、快速的對還原真空環境進行檢測、控制，減少真空洩露，提高產品產出率和人員工作效率。為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種還原罐同級分段式真空裝置，為冶鍊金屬鎂或者金屬鈣的還原罐提供真空環境，包括預抽真空管道、主抽真空管道、預抽真空閥門、主抽真空閥門、真空變送器和控制系統；在一個安裝有多臺所述還原罐的生產場所，設置有所述預抽真空管道和所述主抽真空管道；預抽真空管道包括一條預抽真空主管道和多條分別連接每隻還原罐的預抽真空分支管道；主抽真空管道包括一條主抽真空主管道和多條分別連接每隻還原罐的主抽真空分支管道；每個還原罐都設有一條真空管道，所述還原罐的真空管道經一個結晶水套引出連接一條預抽真空分支管道和一條主抽真空分支管道；在每條預抽真空分支管道中安裝有預抽真空閥門，在每條主抽真空分支管道中安裝有主抽真空閥門；在預抽真空主管道和主抽真空主管道中各安裝一隻所述真空變送器；所述控制系統連接每支真空變送器和每個預抽真空閥門及主抽真空閥門。所述預抽真空主管道的公稱通徑是DN250，所述主抽真空主管道的公稱通徑是DN250;—條預抽真空主管道或一條主抽真空主管道所連接的還原罐不多於十隻。所述預抽真空分支管道的公稱通徑是DN100，所述主抽真空分支管道公稱通徑是DN100。在每條所述預抽真空分支管道中串聯安裝有兩個所述預抽真空閥門，在每條所述主抽真空分支管道中串聯安裝有兩個所述主抽真空閥門；所述預抽真空閥門和主抽真空閥門採用真空球閥。所述控制系統採用集散控制系統或可編程控制系統。一種還原罐同級分段式真空方法，所述方法是基於上述一種還原罐同級分段式真空裝置實現還原罐真空的方法；所述實現還原罐真空的方法為關閉全部所述預抽真空閥門和所述主抽真空閥門，將預抽真空主管道和主抽真空主管道與真空源接通，使預抽真空主管道和主抽真空主管道達到生產要求的工作真空壓力；在正常環境大氣壓下向一隻還原罐填裝原料，填裝原料後使還原罐的密封蓋封閉、水系統恢復正常，還原罐達到工作準備狀態；平緩開啟預抽真空閥門開始預抽真空，當預抽真空主管道內的真空壓力穩定達到低於預定的預抽真空壓力值時，關閉預抽真空閥門並同時開啟主抽真空閥門，所述還原罐進入正常生產過程；當有下一隻還原罐達到所述工作準備狀態時，用上述相同的方法對所述下一隻還原罐抽取真空，使下一隻還原罐進入正常產出過程；依次使全部還原罐循環工作；控制系統接收所述真空變送器的信號並控制預抽真空閥門和主抽真空閥門的開啟和關閉；在所述預抽真空過程中，當任何一臺還原罐因洩露引起真空壓力下降、無法達到預定的預抽真空壓力值時，控制系統則關閉連接洩漏還原罐的預抽真空閥門和主抽真空閥門，將洩漏還原罐與預抽真空主管道和主抽真空主管道隔離。所述還原罐的工作真空壓力是絕對壓力小於等於10Pa，所述預抽真空主管道的工作真空壓力是絕對壓力小於等於5Pa，所述主抽真空主管道的工作真空壓 力是絕對壓力小於等於5Pa，所述預定的預抽真空壓力值是絕對壓力20Pa。本發明的有益效果是採用預抽真空和主抽真空兩條管路對還原罐進行真空抽取，加快了還原罐的真空抽取速度，有效減少了金屬鎂和金屬鈣在還原初期的燒損；採用自動控制系統監測和控制還原罐的真空狀態，提高了工作率和反應速度，及時發現和處理還原罐發生的洩漏，避免了因一隻還原罐洩漏引發的大範圍燒損的事故；由於還原真空壓力直接影響所需還原反應溫度，保持穩定的真空壓力可以適度的降低還原反應溫度，可以實現節能降耗，有利於環境保護。下面結合附圖和實施例對本發明作一詳細描述。
圖I是本發明系統結構圖。
具體實施例方式實施例一，
如圖1，一種還原罐同級分段式真空裝置，為冶鍊金屬鎂或者金屬鈣的還原罐提供真空環境，包括預抽真空管道、主抽真空管道、預抽真空閥門、主抽真空閥門、真空變送器和控制系統；在一個安裝有多臺所述還原罐I的生產場所，設置有所述預抽真空管道和所述主抽真空管道；預抽真空管道包括一條預抽真空主管道2和多條分別連接每隻還原罐的預抽真空分支管道3 ;主抽真空管道包括一條主抽真空主管道4和多條分別連接每隻還原罐的主抽真空分支管道5 ;每個還原罐都設有一條真空管道6，所述還原罐的真空管道經一個結晶水套7引出連接一條預抽真空分支管道3和一條主抽真空分支管道5 ;在每條預抽真空分支管道中安裝有預抽真空閥門8，在每條主抽真空分支管道中安裝有主抽真空閥門9 ;在預抽真空主管道和主抽真空主管道中各安裝一隻所述真空變送器10 ;所述控制系統(圖中未畫出)連接每支真空變送器和每個預抽真空閥門及主抽真空閥門。所述預抽真空主管道的公稱通徑是DN250，所述主抽真空主管道的公稱通徑是DN250。所述預抽真空分支管道的公稱通徑是DN100，所述主抽真空分支管道公稱通徑是DN100。在每條所述預抽真空分支管道中串聯安裝有兩個所述預抽真空閥門，在每條所述主抽真空分支管道中串聯安裝有兩個所述主抽真空閥門；所述預抽真空閥門和主抽真空閥門採用GUD-100型真空球閥。所述控制系統採用西門子S7-300可編程控制系統。所述真空變送器採用KVC450型，測量精度O. 01託(I託& 133Pa)。在本實施例中的預抽真空主管道和主抽真空主管道連接八隻還原罐。實施例二，
如圖1，一種還原罐同級分段式真空方法，所述方法是基於實施例一所述的一種還原罐同級分段式真空裝置實現還原罐真空的方法；所述實現還原罐真空的方法為關閉全部所述預抽真空閥門8和所述主抽真空閥門9，將預抽真空主管道2和主抽真空主管道4與真空源接通，使預抽真空主管道和主抽真空主管道達到生產要求的工作真空壓力；在正常環境大氣壓下向一隻還原罐I填裝原料，填裝原料後使還原罐的密封蓋封閉、水系統恢復正常，還原罐達到工作準備狀態；平緩開啟預抽真空閥門開始預抽真空，當預抽真空主管道內的真空壓力穩定達到低於預定的預抽真空壓力值時，關閉預抽真空閥門並同時開啟主抽真空閥門，所述還原罐進入正常生產過程；當有下一隻還原罐達到工作準備狀態時，用上述相同的方法對所述下一隻還原罐抽取真空，使下一隻還原罐進入正常產出過程；依次使全部還原罐循環工作；控制系統(圖中未畫出)接收所述真空變送器10的信號並控制預抽真空閥門和主抽真空閥門的開啟和關閉；在所述預抽真空過程中，當任何一臺還原罐因洩露引起真空壓力下降、無法達到預定的預抽真空壓力值時，控制系統則關閉連接洩漏還原罐的預抽真空閥門和主抽真空閥門，將洩漏還原罐與預抽真空主管道和主抽真空主管道隔離所述還原罐的工作真空壓力是絕對壓力小於等於10Pa，所述預抽真空主管道的工作真空壓力是絕對壓力小於等於5Pa，所述主抽真空主管道的工作真空壓力是絕對壓力小於等於5Pa，所述預定的預抽真空壓力值是絕對壓力20Pa。所述平緩開啟預抽真空閥門是指預抽真空閥門以勻速開啟，預抽真空閥門從關閉狀態過度到完全開啟狀態的時間不少於2秒；平緩開啟預抽真空閥門可以降低還原罐內和管道內的氣體擾動，避免所述預抽真空管道內的壓力急劇上升，防止還原罐和管道產生振動。在實際生產過程中，還原罐的洩露現象都發生在對還原罐抽取真空的初期階段，使還原罐無法達到所述預定的預抽真空壓力值，因此，在預抽真空主管道中安裝真空變送器即可檢測到真空罐的洩露，關閉連接洩露還原罐的閥門即可實現故障隔離。以上實施例中所述還原罐，結晶水套和水系統是現有技術和設備。在以上實施例中，由於預抽真空和主抽真空進行分段工作，預抽真空主管道和主抽真空主管道處於相對獨立的工作狀態，採用的工作流程是第一隻還原罐預抽真空、第一隻還原罐主抽真空、第二隻還原罐預抽真空、第二隻還原罐主抽真空,如此循環；預抽真空管道每次只對一隻還原罐抽取真空，可快速將還原罐內的真空壓力抽取到接近還原罐的工作真空壓力值，提高了初期的抽取速度，顯著地提高了生產效能；由於採用初期預抽真空，還原罐中的空氣被迅速的抽出，還原罐快速達到工作真空壓力，還原初期時間短、燒損低，結晶反應較長時間在聞真空下進行，結晶品質聞。主抽真空管道用於還原罐保持正常工作真空壓力，主抽真空管道獨立於預抽真空管道，減少了還原罐的真空壓力的波動，由於還原罐的真空壓力直接影響所需還原反應溫度，真空壓力的高穩定性可以適度的降低還原反應溫度，從而達到節能降耗的作用，有利環境保護。在每條預抽真空分支管道中串聯安裝兩個預抽真空閥門、在每條所抽真空分支管道中串聯安裝有兩個主抽真空閥門可以增強管道的氣密性。兩個串聯的預 抽真空閥門在開啟或關閉時同時動作，兩個串聯的主抽真空閥門在開啟或關閉時同時動作。根據實際生產經驗，一條預抽真空主管道或一條主抽真空主管道所連接的還原罐不應多於十隻，若生產流程中的還原罐多於十隻，可將還原罐分成多組，每組不多於十隻，每組有專供本組使用的一條預抽真空主管道和一條主抽真空主管道。通過DCS (集散控制系統)或PLC (可編程控制系統)對真空狀態實時檢測並控制真空閥門的開啟和關閉，較人工檢測無巡檢時間差，可以快速的檢測故障設備、及時作出響應，減少燒罐等危險現象出現，提高工作效率、保障生產安全和人員健康、降低對環境汙染。
權利要求
1.一種還原罐同級分段式真空裝置，為冶鍊金屬鎂或者金屬鈣的還原罐提供真空環境，包括預抽真空管道、主抽真空管道、預抽真空閥門、主抽真空閥門、真空變送器和控制系統；其特徵在於，在一個安裝有多臺所述還原罐的生產場所，設置有所述預抽真空管道和所述主抽真空管道；預抽真空管道包括一條預抽真空主管道和多條分別連接每隻還原罐的預抽真空分支管道；主抽真空管道包括一條主抽真空主管道和多條分別連接每隻還原罐的主抽真空分支管道；每個還原罐都設有一條真空管道，所述還原罐的真空管道經一個結晶水套引出連接一條預抽真空分支管道和一條主抽真空分支管道；在每條預抽真空分支管道中安裝有預抽真空閥門，在每條主抽真空分支管道中安裝有主抽真空閥門；在預抽真空主管道和主抽真空主管道中各安裝一隻所述真空變送器；所述控制系統連接每支真空變送器和每個預抽真空閥門及主抽真空閥門。
2.根據權利要求I所述的一種還原罐同級分段式真空裝置，其特徵在於，所述預抽真空主管道的公稱通徑是DN250，所述主抽真空主管道的公稱通徑是DN250 ;—條預抽真空主管道或一條主抽真空主管道所連接的還原罐不多於十隻。
3.根據權利要求I所述的一種還原罐同級分段式真空裝置，其特徵在於，所述預抽真空分支管道的公稱通徑是DN100，所述主抽真空分支管道公稱通徑是DN100。
4.根據權利要求I所述的一種還原罐同級分段式真空裝置，其特徵在於，在每條所述預抽真空分支管道中串聯安裝有兩個所述預抽真空閥門，在每條所述主抽真空分支管道中串聯安裝有兩個所述主抽真空閥門；所述預抽真空閥門和主抽真空閥門採用真空球閥。
5.根據權利要求I所述的一種還原罐同級分段式真空裝置，其特徵在於，所述控制系統採用集散控制系統或可編程控制系統。
6.一種還原罐同級分段式真空方法，所述方法是基於權利要求I所述的一種還原罐同級分段式真空裝置實現還原罐真空的方法；其特徵在於，所述實現還原罐真空的方法為關閉全部所述預抽真空閥門和所述主抽真空閥門，將預抽真空主管道和主抽真空主管道與真空源接通，使預抽真空主管道和主抽真空主管道達到生產要求的工作真空壓力；在正常環境大氣壓下向一隻還原罐填裝原料，填裝原料後使還原罐的密封蓋封閉、水系統恢復正常，還原罐達到工作準備狀態；平緩開啟預抽真空閥門開始預抽真空，當預抽真空主管道內的真空壓力穩定達到低於預定的預抽真空壓力值時，關閉預抽真空閥門並同時開啟主抽真空閥門，所述還原罐進入正常生產過程；當有下一隻還原罐達到所述工作準備狀態時，用上述相同的方法對所述下一隻還原罐抽取真空，使下一隻還原罐進入正常產出過程；依次使全部還原罐循環工作；控制系統接收所述真空變送器的信號並控制預抽真空閥門和主抽真空閥門的開啟和關閉；在所述預抽真空過程中，當任何一臺還原罐因洩露引起真空壓力下降、無法達到預定的預抽真空壓力值時，控制系統則關閉連接洩漏還原罐的預抽真空閥門和主抽真空閥門，將洩漏還原罐與預抽真空主管道和主抽真空主管道隔離。
7.根據權利要求6所述的一種還原罐同級分段式真空方法，其特徵在於，所述還原罐的工作真空壓力是絕對壓力小於等於lOPa，所述預抽真空主管道的工作真空壓力是絕對壓力小於等於5Pa，所述主抽真空主管道的工作真空壓力是絕對壓力小於等於5Pa，所述預定的預抽真空壓力值是絕對壓力20Pa。
全文摘要
本發明涉及一種還原罐同級分段式真空裝置及方法，為冶鍊金屬鎂或者金屬鈣的還原罐提供真空環境，包括預抽真空管道、主抽真空管道、預抽真空閥門、主抽真空閥門、真空變送器和控制系統；先由預抽真空管道對一還原罐預抽真空，當還原罐內真空壓力接近還原罐的工作真空壓力值時，由主抽真空管道對還原罐抽取真空，還原罐進入正常生產階段；預抽真空管道對下一還原罐預抽真空，依次循環至每一臺還原罐；本發明的有益效果是加快了還原罐的真空抽取速度，有效減少了金屬鎂和金屬鈣在還原初期的燒損；避免了因一隻還原罐洩漏引發的大範圍燒損的事故；可以適度的降低還原反應溫度，實現節能降耗。
文檔編號C22B26/22GK102839290SQ20121035801
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者候冰洋, 孫鋼, 徐向輝 申請人:北京慧研義和科技有限公司